Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Рис. 15. АЧХ дискретного прототипа и корректора

Рис. 16. Способ подключения дополнительного резистора

Рис. 17. АЧХ непрерывного фильтра с дополнительным R₁

Рассмотрим фазовые характеристики корректоров на предмет совпадения в полосе пропускания:

, (27)

. (28)

АЧХ непрерывных корректоров представлена на Рис. 19.

Разность ФЧХ непрерывных корректоров представлена на Рис. 20.

Видно, что от нижних оценок частоты дыхания и далее, корректор имеет малые (~ четвертая часть градуса) отличия по фазе от идеального, но неустойчивого корректора.

Синтез устойчивого корректирующего фильтра по аналоговой импульсной характеристике (26) позволяет получить системную функцию корректирующего фильтра.

; (29)

где , .

; (30)

где , , .

АЧХ дискретного прототипа и корректора представлена на Рис. 21.

Теперь единственный полюс системной функции находится внутри области устойчивой работы корректора.

Рис. 18. АЧХ непрерывного корректора с дополнительным R₁

Рис. 19. АЧХ непрерывных корректоров

Рис. 20. Разность ФЧХ непрерывных корректоров

Рис. 21. АЧХ дискретного прототипа и корректора

Определим относительные погрешности в процентах, которые характеризуют отличия (Рис. 22). Видно, что 5%-я точность коррекции амплитуд обеспечена для частот более 0,005 Гц.

Для системной функции вида (30) соответствующее разностное уравнение и алгоритм корректирующего цифрового фильтра имеют вид, соответственно:

(31)

(32)

Теперь определим длительности переходных процессов корректирующего фильтра, для чего необходимо найти переходную характеристику корректора, например, интегрируя импульсную характеристику фильтра. В качестве входного сигнала используем дискретизированную единичную ступенчатую функцию .

Переходный процесс корректора представлен на Рис. 23.

Заметна существенная протяженность переходного процесса, который длится более 4-х минут.

На длительность (выраженность) переходного процесса существенно влияет выбор начальных условий для рекурсивного фильтра. Для уменьшения переходного процесса можно вычислять начальные условия как произведение усиления фильтра на нулевой частоте и текущего среднего сигнала (постоянной составляющей).

Рис. 22. Отношение АЧХ корректоров

Рис. 23. Переходный процесс корректора

основные факторы, влияющие на точность определения гемодинамических показателей

Точность РКМ систем определяется корректностью используемой модели формирования сигнала ТТРГ, качеством регистрируемого сигнала, а также надёжностью определения программно-алгоритмическим обеспечением электрических и гемодинамических фаз сердечного цикла. Необходимым условием точности получаемых результатов является учёт индивидуальных особенностей пациента (гематокрит, конституция). Основные факторы, влияющие на точность расчёта параметров ЦГД, приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Основные факторы, влияющие на точность и работоспособность РКМ систем

В наиболее часто используемой для ТТРГ модели Кубичека предполагается, что объёмная скорость выброса из желудочков примерно постоянна на протяжении фазы изгнания, и её среднее значение равно максимальной скорости прироста объёма, регистрируемого по реокардиограмме. На основании этого предположения изменение импеданса Z, которое было бы при отсутствии оттока крови из грудной клетки, оценивается как , где - максимальное по реокардиоциклу значение дифференциальной реокардиограммы, ELVET – время изгнания левого желудочка сердца. Данное предположение справедливо для практически здоровых пациентов. Для пациентов с ишемической болезнью сердца, особенно при наличии патологии клапанов, требуется учитывать параметры реальной кривой объёмного расхода крови из левого желудочка.

Модель Кубичека также не учитывает пространственной неоднородности кровенаполнения грудной клетки. А именно, ТТРГ складывается не менее чем из трех различных по временным параметрам компонент: сердечной, аортальной и легочной. Вопрос об относительном вкладе каждой из них в ТТРГ для пациентов с различной патологией до сих пор остается открытым.

Важным аппаратным аспектом проектирования реографической аппаратуры является учёт характеристик электродной системы, емкостные и индуктивные свойства которой на частотах зондирующего тока 100кГц оказывают существенное влияние на . качество регистрируемого сигнала.

Существенным оказывается влияние АФЧХ аналоговых цепей измерительной аппаратуры на результаты определения параметров ЦГД, поскольку имеет место искажение амплитудных и фазовых характеристик сигналов, что существенно сказывается на точности определения гемодинамических фаз работы сердца, а также результатах совместного анализа импедансного и ЭКГ сигналов.

В формулу Кубичека (5) в качестве сомножителя входит время изгнания крови ELVET из левого желудочка. Проведенные исследования показали, что погрешность в определении моментов начала и окончания изгнания дает значительный вклад в общую погрешность расчета УОК.

МеТОДИКА определениЯ ГЕМОДИНАМИЧЕСКИХ ФАЗ РАБОТЫ СЕРДЦА

Традиционный метод определения моментов начала и окончания фазы изгнания по реокардиограмме, предложенный Кубичеком, заключается в том, что за момент начала изгнания принимается пересечение фронта дифференциальной кривой РКГ с нулевым уровнем, а если на фронте присутствует выраженное "плато", то момент его окончания.

За момент окончания изгнания ( точку Т ) принимается второй локальный минимум после точки максимума дифференциальной реокардиограммы Рис. 2.

Исходя из биомеханики сердечного сокращения установлено, что изгнание из желудочков начинается, как правило, после полного завершения QRS комплекса (в момент выхода зубца S на изолинию). Исключение могут составлять случаи высокой нагрузки, либо ослабленного сердца. В то же время при совместном анализе сигналов ЭКГ и РКГ было установлено, что точка начала изгнания, определяемая по традиционному методу, в ряде случаев находится левее точки R на ЭКГ, что невозможно из физиологических соображений и должно было бы означать начало изгнания до того момента, как возбуждение охватило миокард. Анализ показал, что в этом случае всегда на переднем фронте РКГ присутствует особенность, которая и должна быть принята за начало изгнания (точку S), независимо от её выраженности.

В ходе исследований создан алгоритм поиска момента начала изгнания, заключающийся в том, что после анализа зубцов ЭКГ устанавливаются три граничные точки: точка P - начало Q зубца, точка Г₁ - максимальное отклонение от изолинии (R - зубец для нормальной ЭКГ) и точка Г₂ - окончание QRS комплекса (S - зубец для нормальной ЭКГ) Рис. 2. Установленная точка P используется далее при определении времени изометрического сокращения желудочков (РЕР).

Далее на кривой ДиффРКГ выбирается особенность между максимумом ДиффРКГ и точкой Г₂, ближайшая к точке Г₂. Если такой особенности не существует, то за точку начала изгнания принимается особенность, ближайшая к Г₂ слева (выраженный локальный минимум правее Г₂). Если найденный момент времени оказывается расположенным левее Г₁, то рассматриваемый цикл считается искажённым и исключается из дальнейшего анализа. Данный алгоритм, определяющий положение точки S, расположенной на особенности ДиффРКГ, в дальнейшем будем называть алгоритмом с коррекцией точки S.

В традиционной методике определения момента начала изгнания, предложенной Кубичеком [16, 17] поиск положения точки S производится в диапазоне от максимума дифференциальной кривой влево до точки Г₂ – окончания QRS комплекса. Положение точки S определяется по нулю ДиффРКГ Рис. 2. Если пересечений с нулём не обнаруживается, тогда цикл идентифицируется как искажённый и удаляется из анализа. Метод, определяющий положение точки S, расположенной на пересечении с нулём ДиффРКГ, в дальнейшем будем называть алгоритмом без коррекции точки S.

Момент окончания фазы изгнания, соответствующий закрытию аортального клапана, маркируется на ДиффРКГ точкой Т. Обычно точка Т располагается в области правее максимума дифференциальной кривой на втором локальном минимуме. Определение времени изгнания ELVET при обычном расположении контрольных точек начала и окончания изгнания приводит к значительному завышению гемодинамических параметров УОК и МОК.

Сравнительные исследования с использованием метода эхокардиографии показали, что классический алгоритм определения момента окончания изгнания, предложенный Кубичеком дает завышенные в среднем на 77 мс значения ELVET с коэффициентом корреляции 0.71.

В качестве возможного метода локализации момента закрытия аортального клапана (точки T^\\) необходимо рассмотреть эвристический метод, суть которого заключается в анализе характерных локальных максимумов в диапазоне поиска от точки А - максимума ДиффРКГ до точки В см. Рис. 2. Как правило, точка T^\\ устанавливается левее традиционного положения точки Т, что позволяет компенсировать погрешность определения времени изгнания ELVET. Данная особенность была обнаружена в результате эхокардиографических исследований, её положение соответствует локальному минимуму кривизны слева от точки Т. В условиях наличия физиологических шумов и при патологиях клапанного аппарата сердца количество локальных максимумов в диапазоне поиска может быть от 6 до 10-15, а в ряде случаев и больше. В представленном методе положение точки T располагалось не далее третьего локального максимума от точки А – максимума ДиффРКГ. Использование найденной точки T^\\ в качестве маркера окончания изгнания позволяет значительно приблизить получаемые значения времени изгнания к реальным временам для левого желудочка, что было показано по описанной выше методике с использованием эходоплера. В среднем завышение времени изгнания при использовании данного метода не превышает 36 мс с коэффициентом корреляции 0.86. Благодаря поиску локальных особенностей, число которых существенно варьируется, алгоритм обладает существенным недостатком, который приводит к погрешности определения времени изгнания до 10%.

Характеристики

Список файлов учебной работы